CN209569820U - 一种空气热源供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气热源供热系统，其包括空气热源泵、换热器和辅助加热装置。优点：1、空气热源泵和辅助加热装置相互配合对冷媒进行加热，保证到达用户终端的冷媒温度能够达到使用需求，尤其是在环境温度接近该空气源热泵最低适用温度时，无需长时间的积累才能达到设定温度，而是通过辅助加热装置对冷媒进行辅助加热，保证供热的及时、高效，加强空气热源泵供暖系统的稳定性、适用性；2、采用独特的换热器结构，热媒走换热列管，冷媒由水泵经进水管切向进入罐体内部，且冷媒切向进入罐体由下向上旋转流动，与换热列管内的热媒强制换热，相对增大了冷水与热媒的换热面积，进而有效提高换热效率，加大空气源热泵产生的热能的利用率。

Description

一种空气热源供热系统

技术领域：

本实用新型涉及供热技术领域，具体地说涉及一种空气热源供热系统。

背景技术：

随着人们环保意识的提高，以及节能减排力度加大，积极研究并开发利用新能源、可再生能源，将成为我国在今后相当长时期内的重大战略任务；目前市场上出现了一些空气源热泵采暖系统，既是将空气源热泵与储热水箱形成一次热源循环回路中，先加热水箱，之后再进行水箱与用户之间的二次热源循环的供暖模式。但是，这种空气源热泵采暖系统存在以下问题：1、当空气源热泵供暖遇到环境温度接近该空气源热泵最低适用温度时，空气源热泵系统的制热效率下降，将下降50％以下，需要长时间的积累才能达到供暖需求的温度，有时甚至达不到供暖所要求的温度，适用性差，不利于整个供暖系统的推广；2、空气源热泵产生的热空气经过普通换热管与水箱内的水换热，水箱内的水循环速度快，致使空气源热泵产生的低温热源换热效率低，同时使得二次热源循环换热后到达用户的水温度低，供暖效果不理想。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种供暖效果好的空气热源供热系统。

本实用新型由如下技术方案实施：一种空气热源供热系统，其包括空气热源泵、换热器和辅助加热装置，所述空气热源泵的出口通过供热管与所述换热器的热媒入口连通，在所述供热管上装设有热媒截止阀；所述换热器的热媒出口通过循环管与所述空气热源泵的进口连通，在所述循环管上装设有热媒循环泵，在所述热媒循环泵前后的所述循环管上分别装设有热媒循环泵截止阀；所述换热器的冷媒出口分为两路，一路通过供水管与用户终端连通，另一路通过辅助加热装置与所述用户终端连通，在所述供水管上装设有所述供水控制阀，在所述辅助加热装置的进水口和出水口上分别装设有辅助加热截止阀；所述用户终端的出水口通过回水管与所述换热器的冷媒进口连通，在所述回水管上装设有循环水泵，在所述循环水泵前后的所述回水管上分别装设有循环水泵截止阀。

进一步的，所述换热器包括罐体，在所述罐体内部的上方和下方分别水平固定有一根环形连管，在上方的所述环形连管上连通有所述热媒入口，在下方的所述环形连管上连通有热媒出口，所述热媒入口和所述热媒出口分别密封设置在所述罐体的外部；在两根所述环形连管之间的所述罐体内部绕圆周方向固定有若干组换热列管，若干组所述换热列管在所述罐体内部沿径向呈射线壮排布；所述换热列管的进口与上方所述环形连管连通，所述换热列管的出口与下方所述环形连管连通；在所述换热列管一侧的所述罐体的侧部连通有沿所述罐体切向切入连通的冷媒进口，在所述罐体的顶部连通有冷媒出口。

进一步的，所述换热列管包括蛇形换热管主体，在所述蛇形换热管主体的外壁上固定有若干横向水平设置的翅片。

进一步的，所述罐体包括设置在中间的筒体，和通过分别通过法兰固定在所述筒体顶端和底端的密封封头。

进一步的，在所述罐体的底部连通有排污口，在所述排污口上装设有排污阀。

进一步的，在所述供热管上装设有第一温度传感器，在所述循环管上装设有第二温度传感器，在所述换热器的出水口处设有第三温度传感器，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器分别与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端分别与所述空气热源泵、所述热媒循环泵、所述热媒循环泵截止阀、所述供水控制阀、所述辅助加热装置、所述热媒截止阀、所述辅助加热截止阀、所述循环水泵、所述循环水泵截止阀电连接。

进一步的，在所述罐体的侧部连通有补水管，在所述补水管上装设有补水阀，在所述罐体的顶部装设有压力传感器，所述压力传感器与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述补水阀电连接。

进一步的，所述辅助加热装置为电加热设备或燃气加热设备。

本实用新型的优点：1、空气热源泵和辅助加热装置相互配合对冷媒进行加热，保证到达用户终端的冷媒温度能够达到使用需求，尤其是在环境温度接近该空气源热泵最低适用温度时，无需长时间的积累才能达到设定温度，而是通过辅助加热装置对冷媒进行辅助加热，保证供热的及时、高效，加强空气热源泵供暖系统的稳定性、适用性，提高供暖效果，便于整个系统的推广；2、采用独特的换热器结构，热媒走换热列管，冷媒由水泵经进水管切向进入罐体内部，且冷媒切向进入罐体由下向上旋转流动，与换热列管内的热媒强制换热，相对增大了冷水与热媒的换热面积，进而有效提高换热效率，加大空气源热泵产生的热能的利用率；3、空气源热泵与换热器之间的一次循环热媒采用防冻液，可解决环境温度过低造成的空气热源泵冻裂损坏问题。

附图说明：

图1为实施例1的整体结构示意图。

图2为控制器连接示意图。

图3为实施例2中换热器的结构示意图。

图4为图3的A-A示意图。

空气热源泵1、换热器2、罐体2.1、筒体2.1.1、密封封头2.1.2、环形连管2.2、热媒入口2.3、换热列管2.4、蛇形换热管主体2.4.1、翅片2.4.2、冷媒进口2.5、冷媒出口2.6、排污口2.7、排污阀2.8、热媒出口2.9、辅助加热装置3、供热管4、热媒截止阀5、循环管6、热媒循环泵7、热媒循环泵截止阀8、供水管9、用户终端10、供水控制阀11、辅助加热截止阀12、回水管13、循环水泵14、循环水泵截止阀15、第一温度传感器16、第二温度传感器17、第三温度传感器18、控制器19、补水管20、补水阀21、压力传感器22。

具体实施方式：

实施例1：如图1至图2所示，一种空气热源供热系统，其包括空气热源泵1、换热器2和辅助加热装置3，空气热源泵1的出口通过供热管4与换热器2的热媒入口2.3连通，在供热管4上装设有热媒截止阀5；换热器2的热媒出口2.9通过循环管6与空气热源泵1的进口连通，在循环管6上装设有热媒循环泵7，在热媒循环泵7前后的循环管6上分别装设有热媒循环泵截止阀8；空气热源泵1送出的热媒经热媒入口2.3、换热器2、热媒出口2.9后送回到空气热源泵1形成一次换热循环，热媒选用防冻液，解决环境温度过低造成的空气热源泵1冻裂损坏问题；

换热器2的冷媒出口2.6分为两路，一路通过供水管9与用户终端10连通，另一路通过辅助加热装置3与用户终端10连通，在供水管9上装设有所述供水控制阀11，辅助加热装置3为电加热设备或燃气加热设备，电加热设备或燃气加热设备分别为电机热锅炉或燃气加热锅炉；换热器2的冷媒出口2.6送出的热水可直接经供水管9送到用户终端10，也可经辅助加热装置3进一步加热升温后送到用户终端10；在辅助加热装置3的进水口和出水口上分别装设有辅助加热截止阀12；用户终端10的出水口通过回水管13与换热器2的进水口连通，在回水管13上装设有循环水泵14，在循环水泵14前后的回水管13上分别装设有循环水泵截止阀15；

在供热管4上装设有第一温度传感器16，第一温度传感器16用于检测空气热源泵1送到换热器2的热媒的温度；在循环管6上装设有第二温度传感器17，第二温度传感器17用于检测换热器2返回到空气热源泵1的热媒的温度；在换热器2的出水口处设有第三温度传感器18，第三温度传感器18用于检测换热器2内的循环水温度；第一温度传感器16、第二温度传感器17和第三温度传感器18分别与控制器19的输入端电连接，控制器19的输出端分别与空气热源泵1、热媒循环泵7、热媒循环泵截止阀8、所述供水控制阀11、辅助加热装置3、热媒截止阀5、辅助加热截止阀12、循环水泵14、循环水泵截止阀15电连接；通过控制器19可设定用户终端10温度的上限和下限温度，第一温度传感器16、第二温度传感器17和第三温度传感器18将检测到的温度信号传送给控制器19，控制器19可将接收到的温度信号值与控制器19设定的用户终端10温度的上限和下限进行对比，进而控制空气热源泵1、热媒循环泵7、热媒循环泵截止阀8、所述供水控制阀11、辅助加热装置3、热媒截止阀5、辅助加热截止阀12、循环水泵14、循环水泵截止阀15的启闭；

通过控制器19设定供暖最高温度值为T1和最低温度值为T2，第三温度传感器18检测到的换热器2出水口的实测温度为Tx，第一温度传感器16的实测温度为T3，第二温度传感器17的实测温度为T4；第一温度传感器16、第二温度传感器17和第三温度传感器18分别将检测到的T3、T4、Tx发送给控制器19，控制器19进行控制整个系统的运行，具体过程如下：

当Tx＜T2且T3＞T4时，控制器19控制热媒循环泵7、热媒循环泵截止阀8、空气热源泵1、热媒截止阀5、辅助加热截止阀12、辅助加热装置3、循环水泵14、循环水泵截止阀15启动，控制器19控制所述供水控制阀11关闭，空气热源泵1和辅助加热装置3同时工作；

当Tx＜T2且T3＜T4时，空气热源泵1不能够制热会变成散热器，此时控制器19控制热媒循环泵7、热媒循环泵截止阀8、空气热源泵1、热媒截止阀5、所述供水控制阀11关闭，控制器19控制辅助加热装置3、辅助加热截止阀12、循环水泵14、循环水泵截止阀15启动，空气热源泵1停止工作，空气热源泵1停止工作，辅助加热装置3启动工作；

当T1＞Tx≥T2且T3＞T4时，控制器19控制辅助加热截止阀12、辅助加热装置3关闭，辅助加热装置3停止工作；控制器19控制热媒循环泵7、热媒循环泵截止阀8、空气热源泵1、热媒截止阀5、所述供水控制阀11、循环水泵14、循环水泵截止阀15启动，空气热源泵1开始工作，直至Tx＝T1时控制器19控制空气热源泵1停止工作；

Tx＝T1时，控制器19控制热媒循环泵7、热媒循环泵截止阀8、空气热源泵1、热媒截止阀5、辅助加热截止阀12、辅助加热装置3、循环水泵14、循环水泵截止阀15、所述供水控制阀11关闭，空气热源泵1和辅助加热装置3同时停止工作；

当Tx＞T1时，控制器19控制热媒循环泵7、热媒循环泵截止阀8、空气热源泵1、热媒截止阀5、辅助加热截止阀12、辅助加热装置3关闭，控制器19控制所述供水控制阀11、循环水泵14、循环水泵截止阀15启动，空气热源泵1和辅助加热装置3均处于停滞状态，进行检修；检修完成后，随着供热循环的不断运行，控制器19根据接收到的Tx控制整个系统运行。

实施例2：一种空气热源供热系统，如图1至图2所示，其整体结构与实施例1相同，不同之处在于如图3和图4所示，换热器2包括罐体2.1，罐体2.1包括设置在中间的筒体2.1.1，和通过分别通过法兰固定在筒体2.1.1顶端和底端的密封封头2.1.2；密封封头2.1.2与筒体2.1.1之间通过法兰连接，拆装方便，便于设备的安装与检修；

在罐体2.1内部的上方和下方分别水平固定有一根环形连管2.2，在上方的环形连管2.2上连通有热媒入口2.3，在下方的环形连管2.2上连通有热媒出口2.9，热媒入口2.3和热媒出口2.9分别密封设置在罐体2.1的外部；

在每根环形连管2.2的侧部分别连通有一根输送管2.3，输送管2.3的另一端密封穿过罐体2.1置于罐体2.1的外部；

在两根环形连管2.2之间的罐体2.1内部绕圆周方向固定有若干组换热列管2.4，若干组换热列管2.4在罐体2.1内部沿径向呈射线壮排布；换热列管2.4包括蛇形换热管主体2.4.1，蛇形换热管主体2.4.1可延长热媒在罐体2.1内部的流通时长，进而增强换热效果，在蛇形换热管主体2.4.1的外壁上固定有若干横向水平设置的翅片2.4.2，翅片2.4.2可增大热媒与水流的换热面积，增强换热效果；翅片2.4.2水平设置，进一步对旋转水流起到导向作用，加大水流与换热列管2.4的接触面积，同时具有一定的蓄热功能；

换热列管2.4的进口与上方环形连管2.2连通，换热列管2.4的出口与下方环形连管2.2连通；空气热源泵1送来的热媒经上方的输送管2.3进入上方的环形连管2.2后进入到各个换热列管2.4中，之后进入下方的环形连管2.2中，经下方环形连管2.2集中后经下方的输送管2.3统一排出；

在换热列管2.4一侧的罐体2.1的侧部连通有沿罐体2.1切向切入连通的冷媒进口2.5，在罐体2.1的顶部连通有冷媒出口2.6；冷水由冷媒进口2.5切向进入罐体2.1后形成旋转的水流，自下而上由冷媒出口2.6排出，在此过程中与换热列管2.4中的热媒换热；在罐体2.1的底部连通有排污口2.7，在排污口2.7上装设有排污阀2.8；水垢等杂质沉降在罐体2.1的底部，打开排污阀2.8即可将罐体2.1的杂质排出，便于清理；

在罐体2.1的侧部连通有补水管20，在补水管20上装设有补水阀21，将补水管20与水源连接，便于及时向罐体2.1内部补充循环水，保证循环水量；在罐体2.1的顶部装设有压力传感器22，压力传感器22与控制器19的输入端电连接，控制器19的输出端与补水阀21电连接；通过控制器19可以设定罐体2.1内的标准压力，压力传感器22用于检测罐体2.1内部的压力，并将检测到的压力信号传送给控制器19，当压力传感器22检测到罐体2.1内部的压力低于控制器19设定的标准压力时，控制器19控制补水阀21打开，通过布水管20向罐体2.1内补充循环水，直至罐体2.1内的压力再次恢复到标准压力时，控制补水阀21关闭；

工作原理：空气热源泵1送来的热媒经热媒入口2.3及上方的环形连管2.2进入各个换热列管2.4，之后在进入到下方环形列管2.4，并经下方热媒出口2.9排出；与此同时，冷媒经冷媒进口2.5切向进入罐体2.1后形成向上旋转流动的水流，旋转流动的水流与蛇形设置的换热列管2.4共同作用，可增大热媒与冷媒的换热面积，增强换热效果，吸热后的冷媒经上方冷媒出口2.6排出进入供水管9或辅助加热装置3。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种空气热源供热系统，其特征在于，其包括空气热源泵、换热器和辅助加热装置，所述空气热源泵的出口通过供热管与所述换热器的热媒入口连通，在所述供热管上装设有热媒截止阀；所述换热器的热媒出口通过循环管与所述空气热源泵的进口连通，在所述循环管上装设有热媒循环泵，在所述热媒循环泵前后的所述循环管上分别装设有热媒循环泵截止阀；所述换热器的冷媒出口分为两路，一路通过供水管与用户终端连通，另一路通过所述辅助加热装置与所述用户终端连通，在所述供水管上装设有供水控制阀，在所述辅助加热装置的进水口和出水口上分别装设有辅助加热截止阀；所述用户终端的出水口通过回水管与所述换热器的冷媒进口连通，在所述回水管上装设有循环水泵，在所述循环水泵前后的所述回水管上分别装设有循环水泵截止阀。

2.根据权利要求1所述的一种空气热源供热系统，其特征在于，所述换热器包括罐体，在所述罐体内部的上方和下方分别水平固定有一根环形连管，在上方的所述环形连管上连通有所述热媒入口，在下方的所述环形连管上连通有所述热媒出口，所述热媒入口和所述热媒出口分别密封设置在所述罐体的外部；在两根所述环形连管之间的所述罐体内部绕圆周方向固定有若干组换热列管，若干组所述换热列管在所述罐体内部沿径向呈射线壮排布；所述换热列管的进口与上方所述环形连管连通，所述换热列管的出口与下方所述环形连管连通；在所述换热列管一侧的所述罐体的侧部连通有沿所述罐体切向切入连通的所述冷媒进口，在所述罐体的顶部连通有冷媒出口。

3.根据权利要求2所述的一种空气热源供热系统，其特征在于，所述换热列管包括蛇形换热管主体，在所述蛇形换热管主体的外壁上固定有若干横向水平设置的翅片。

4.根据权利要求2或3任一所述的一种空气热源供热系统，其特征在于，所述罐体包括设置在中间的筒体，和通过分别通过法兰固定在所述筒体顶端和底端的密封封头。

5.根据权利要求4所述的一种空气热源供热系统，其特征在于，在所述罐体的底部连通有排污口，在所述排污口上装设有排污阀。

6.根据权利要求1至3任一所述的一种空气热源供热系统，其特征在于，在所述供热管上装设有第一温度传感器，在所述循环管上装设有第二温度传感器，在所述换热器的出水口处设有第三温度传感器，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器分别与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端分别与所述空气热源泵、所述热媒循环泵、所述热媒循环泵截止阀、所述供水控制阀、所述辅助加热装置、所述热媒截止阀、所述辅助加热截止阀、所述循环水泵、所述循环水泵截止阀电连接。

7.根据权利要求4所述的一种空气热源供热系统，其特征在于，在所述供热管上装设有第一温度传感器，在所述循环管上装设有第二温度传感器，在所述换热器的出水口处设有第三温度传感器，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器分别与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端分别与所述空气热源泵、所述热媒循环泵、所述热媒循环泵截止阀、所述供水控制阀、所述辅助加热装置、所述热媒截止阀、所述辅助加热截止阀、所述循环水泵、所述循环水泵截止阀电连接。

8.根据权利要求6所述的一种空气热源供热系统，其特征在于，在所述换热器的罐体的侧部连通有补水管，在所述补水管上装设有补水阀，在所述罐体的顶部装设有压力传感器，所述压力传感器与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述补水阀电连接。

9.根据权利要求7所述的一种空气热源供热系统，其特征在于，在所述换热器的罐体的侧部连通有补水管，在所述补水管上装设有补水阀，在所述罐体的顶部装设有压力传感器，所述压力传感器与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述补水阀电连接。

10.根据权利要求1、2、3、5、8或9任一所述的一种空气热源供热系统，其特征在于，所述辅助加热装置为电加热设备或燃气加热设备。

11.根据权利要求6所述的一种空气热源供热系统，其特征在于，所述辅助加热装置为电加热设备或燃气加热设备。